Устройство для формирования сильноточного кольца релятивистских электронов Советский патент 1979 года по МПК H05H7/08 

1

Изобретение относится к, технике ускорения заряженных частиц и может применяться в устройствах для получения электронных сгустков большой плотности, в особенности сформированных в виде колец релятивистских вращающихся электронов, необходимых, Б частности, при разработке коллективных методов ускорения заряженных частиц и для плазменных исследований Известен ряд устройств для формирования сильноточного кольца релятивистских .электронов ij .

Недостатком этого устройства является то, что время удержания сильноточного кольца релятивистских электронов ограничено временем затухания тока в экране скиновым временем.

Известно также устройство - адгезатор, состоящее из сильноточного инжектора электронов, инжекционного патрубка, вакуумной камеры, катушки, создающей постоянное поперечное магнитное поле 2 ,

В известном устройстве электронный пучок от ускорителя с помощью инжекционного патрубка инжектируется в вакуумную камеру, находящуюся во . внешнем магнитйом поле, которое и

обеспечивает движение электронов по замкнутой траектории.

Недостатком этого устройства для формирования сильноточного кольца релятивистских электронов является наличие импульсной системы коррекции траектории пучка с жесткими требованиями на форму импульса напряжения, подаваемого ка корректор и синхронизацию момента прихода импульса на корректор с моментом инжекции электронного пучка.

Цель предлагаемого изобретения упрощение устройства.

5

Она достигается тем, что в плоскости орбиты на радиусе, отличном от ларморовского, установлена корректирующая пластина в форме части цилиндрической поверхности, образующая

0 которой перпендикулярна плоскости орбиты, причем пластина выполнена из Материала, произведение относительных диэлектрической и магнитной проницаемостей которого не равно

5 единице; причем на первой половине оборота с внешней стороны канальной орбиты пучка пластина выполнена из .ферромагнитного материала, а с внутренней - из металла с высокой -проводимостью или из диэлектрика с высокой

бтносительной диэлектрическбй прони цаемостью; причем на второй половине, оборота с внешней стороны .начальной орбиты пучка пластина выполнена из металла с высокой проводимостью или из диэлектрика с высокой относительной диэлектрической проницаемостью, а с внутренней - из ферромагнитного материала.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, на котором 1 - вакуумная, камера, 2 - корректирующая пластина, 3 - сильноточный инжектор релятивистских, электронов, 4 - инжекционный патрубок, 5 - электронный пучок, 6 - катушка магнитного поля.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В вакуум юй камере 1 поддерживается давление остато.чного газа порядка 0,1-1 тор, обёспечиваюидее самофокусировку сильноточного релятивистского электронного пучка. Электронный пучок 5 от ускорителя транспортируется по патрубку ИНжекции и попадает в область действия постоянного поперечного магнитного поля. Начальная траектория движения электронного пучка в магнитном поле определяется только напряженностью постоянного магнитного поля и параметрами пучка. При движении эл,ектронного пучка вблизи корректирующей пластины происходит коллективное взаимодействие электронного пучка с материалом пластины, приводящее к изменению кривизны траектории.

Для обеспечения необходимой промашки электронного пучка корректирующая пластина, выполненная из ферромагнетика и распЪложенная с внешней стороны начальной орбиты, должна устанавливаться на первой половине оборота. При расположении ее с внутренней стороны орбиты она должна устанавливаться на второй, половине оборота При расположении корректирующей пластины, выполненной из металла с высокой проводимостью, или диэлектрика с высокой относительной диэлектрической проницаемостью на внешней стороне начальной орбиты, последняя должна быть уста-новлена на второй половине оборота. При расположении такой пластины с внутренней стороны орбиты она должна устанавливаться на первой половине оборота. В результате изменения радиуса траектории электронного пучка при его движении вблизи корректирующей пластины обеспечивается необходимая промашка. С целью обеспечения максимальной промашки корректирующую пластину необходимо устанавливать в центре указанных областей.

Таким образом, захват сильноточного релятивистского электронного пучка на замкнутую орбиту и формирование электронного кольца осушествляется за счет внешнего постоянного поперечного ма гнитного поля и корректирующего действия пассивного элемента. Длительное удержание сформированного кольца осуществляется только за счет внешнего магнитного поля. Максималь 1ое время удержания сильноточного релятивистского электронного кольца определяется рассеянием электронов пучка на остаточном газе.

Это устройство исключает необходимость применения импульсных систем коррекции орбиты, необходимости синхронизации корректирующего импульса с моментом инжекции электронного пучка, что в значительной степени упрощает конструкцию.

Формула изобретения

1 . Устройство для формирования сильноточного кольца релятивистских электронов, содержащее сильноточный инжектор электронов, патрубок инжекции, вакуумную камеру, кату1ики для создания постоянного поперечного магнитного поля, отличающе ес я тем, что, с целью упрощения . конструкции, в плоскости орбиты на радиусе, отличном от ларморовского, установлена корректирующая пластина в форме части цилиндрической поверхности, образующая которой перпендикулярна плоскости орбиты, причем . пластина выполнена из. материала, произведение относительных диэлектрической и магнитной проницаемостей которого не равно единице.

2.Устройство по П.1, отличающе е с я тем, что корректирующая пластина, выполнена из ферромагнитного материала и установлена

с внешней стороны начальной орбиты пучка на первой поло.вине оборота.

3.Устройство по П.1, отличающееся тем, что корректирующая пластина, выполнена из ферромагнитного материала и установлена с внутренней стороны начальной орбиты пучка на второй половине оборота,

4.Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что корректирующая пластина, выполнена из металла с высокой проводимостью или иэ диэлектрика с высокой относительной диэлектрической проницаемостью и установлена с внешней стороны начальной орбиты пучка на второй половине, оборота.

5.-Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что корректирующая пластина, выполнена из металла

с высокой проводимостью или из диэлектрика с высокой относительной диэлектрической проницаемостью и установлена с внутренней стороны начальной орбиты пучка на первой Головине оборота. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Диденко А.А. и др. Эксперимент по захвату сильноточного пучка релятивистских электронов на замкнутую 766 орбиту. Письма в ЖТФ, т.21, 1975, в. 3. 186-Т90. 2. Барабаш Л.С. и др. О коллективном ускорителе тяжелых ионов отдела новых методов ускорения ОИЯМ. Предпринт. Р9-7697. Дубна, 1974.

А

Т

X X

/ /